Festival kembang api ini pertama kali diselenggarakan pada 9 Juli1733 (kalender lama) sebagai festival sungai Ryōgoku (Ryōgoku Kawabiraki) pada masa pemerintahan Shogun Tokugawa Yoshimune dari Keshogunan Edo. Festival tersebut sekaligus diadakan sebagai Festival Suijin untuk mendoakan penduduk yang meninggal akibat epidemi kolera dan kelaparan besar tahun 1732.[1] Ryōgoku adalah nama untuk kawasan tepian Sungai Sumidagawa sekarang. Pada waktu itu pesta kembang api ini masih berskala kecil. Kembang api yang diluncurkan hanya sekitar 20 buah. Pelaksana peluncuran kembang api waktu itu adalah pabrik kembang api Kagiya (鍵屋code: ja is deprecated ). Percabangan keluarga Kagiya yang memakai nama Tamaya (玉屋code: ja is deprecated ) mendirikan pabrik kembang api pada tahun 1810 (pendirinya bernama Seikichi Tamaya, kemudian disebut Ichibei Tamaya), sehingga ada dua pabrik kembang api yang waktu itu saling berlomba meluncurkan kembang api. Kagiya dan Tamaya saling bergantian meluncurkan kembang api dari dua tempat terpisah. Penonton yang datang untuk menonton bertindak sebagai juri, dan meneriakkan nama pembuatnya, Tamaya atau Kagiya, setiap kali mereka melihat kembang api yang bagus. Dari kompetisi dua pembuat kembang api inilah berawal tradisi orang Jepang yang dibesarkan di tengah pengaruh budaya Edo untuk meneriakkan nama "Ta-ma-ya..." atau "Ka-gi-ya..." setiap kali melihat kembang api yang bagus. Pada puncak kejayaannya, kembang api produksi Tamaya memiliki reputasi yang baik. Kekesalan pabrik kembang api Kagiya tercermin dari puisi senryū yang berbunyi, "Kagiya berkata, Tamaya dan lagi-lagi hanya Tamaya" (玉やだと又またぬかすわと鍵や云ひcode: ja is deprecated , "Tamaya dato mata mata nukasu wa to Kagiya ihi").[2] Ada masanya penonton hanya mau meneriakkan Tamaya, dan tidak ada penonton yang meneriakkan nama Kagiya. Namun pada tahun 1843, terjadi kecelakaan di pabrik Tamaya sehingga terjadi kebakaran yang menghanguskan kawasan sekelilingnya. Pabrik kembang api Tamaya mendapat hukuman pengusiran dari Edo.[3] Meskipun Tamaya hanya bertahan selama satu generasi, sejumlah dokumen menyebutkan pabrik ini bertahan sebagai pabrik skala kecil di pinggiran kota Edo.
Kembang api di festival sungai Ryōgoku beberapa kali tidak diselenggarakan akibat kekacauan yang menyertai Restorasi Meiji dan Perang Dunia II. Festival ini juga tidak diselenggarakan dari tahun 1961 hingga 1977, antara lain akibat buruknya kondisi lalu lintas di Tokyo.[4] Festival kembang api ini dihidupkan kembali pada tahun 1978 dengan nama Festival Kembang Api Sumidagawa. Setelah itu, festival ini diselenggarakan secara tidak terputus setiap tahunnya sejak tahun 1978.[5]
Festival kembang api ini setiap tahunnya didatangi kira-kira satu juta orang penonton. Lokasi 1 pengumpulan massa berada antara Jembatan Sakurabashi ke arah hilir dan Jembatan Kototoibashi ke arah hulu.[6] Lokasi 2 pengumpulan massa berada antara Jembatan Komagatabashi ke arah hilir dan Umayabashi ke arah hulu.[6] Dari kedua lokasi tersebut diluncurkan lebih dari 20.000 buah kembang api, sekaligus dilakukan kompetisi kembang api terbaik.
Pada tahun 2011 setelah terjadinya bencana gempa bumi dan tsunami Sendai 2011, festival-festival kembang api di Tokyo secara berturut-turut dibatalkan. Namun Festival Kembang Api Sumidagawa tetap dilangsungkan, hanya saja tanggal penyelenggaraan diundur menjadi tanggal 27 Agustus 2011 sesuai keputusan Wakil Gubernur Tokyo Naoki Inose.[7] Sebagai akibatnya, Festival Samba Asakusa tahun 2011 dibatalkan karena tanggal penyelenggaraannya bentrok dengan Festival Kembang Api Sumidagawa.[8]
Pada tahun 2012, festival ini untuk pertama kalinya diselenggarakan setelah Tokyo Sky Tree selesai dibangun dan dibuka untuk umum. Total kembang api yang diluncurkan sebanyak 20.000 buah.[1]